Magnetismus

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Magnetismus

Stichpunkte

Allgemein
	Magnetismus ist ein physikalisches PhÃ¤nomen
	durch das GegenstÃ¤nde/Teilchen anziehende oder abstoÃŸende KrÃ¤fte und/oder Momente auf andere GegenstÃ¤nde/Teilchen ausÃ¼ben kÃ¶nnen
	Magnetismus entsteht durch die Bewegung von elektrischen Ladungen oder durch den Spin der Elementarteilchen
	Der Magnetismus von FestkÃ¶rpern hat seinen Ursprung im Magnetismus der Atome/Ionen und Elektronen
	aus denen er aufgebaut ist
	Im engeren Sinne spricht man nur dann von einem magnetischen Material
	dass sie sich zumindest nicht vollstÃ¤ndig gegenseitig kompensieren
	der Stoff also eine makroskopische Magnetisierung aufweist
	wenn die elementaren magnetischen Momente so ausgerichtet sind
	Nickel und Kobalt oder auch das Mineral Magnetit
	Bekannte Beispiele sind die ferromagnetischen Metalle Eisen
	kann er von Magnetfeldern beeinflusst werden; solche Effekte sind in der Regel jedoch viel zu schwach
	Aber auch wenn ein Stoff keine makroskopische Magnetisierung aufweist
	um sie im Alltag beobachten zu kÃ¶nnen
	Die Magnetochemie
	"Verbergen") 1 Grundlagen 1.1 Magnetfelder 1.2 Magnetische Dipole 1.3 Magnetische Monopole 2 Magnetismus in Materie 2.1 Magnetisches Moment von Elementarteilchen 2.2 Magnetisches Moment von Atomen 2.3 Magnetismus von FestkÃ¶rpern 3 Elektromagnetismus 4 Magnetismus jenseits der Naturwissenschaften 5 Weblinks [Bearbeiten]
	ein Teilbereich der Physikalischen Chemie untersucht die magnetischen Eigenschaften von Substanzen. Magnetfeld um einen Stabmagneten Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
Grundlagen
	[Bearbeiten]
Magnetfelder
	Magnetische KrÃ¤fte werden durch die Bewegung elektrischer Ladungen erzeugt
	sowie die GrÃ¶ÃŸe (Betrag und Vorzeichen) der bewegten Ladungen bestimmen die StÃ¤rke und Richtung der magnetischen KrÃ¤fte
	Die Geschwindigkeit (in Betrag und Richtung)
	Die Entstehung und das Verhalten der Felder
	die diesen KrÃ¤ften zugrunde liegen
	werden durch die Maxwellgleichungen beschrieben
	Anders als beim elektrischen Feld gibt es beim Magnetfeld keine magnetische Ladung (magnetischer Monopol) als Quellen des Feldes
	Das Magnetfeld ist also quellenfrei
	sind magnetische Feldlinien also stets geschlossen. [Bearbeiten]
	die an elektrischen Ladungen beginnen und enden kÃ¶nnen (in der Elektrostatik ist das sogar stets der Fall)
	Im Gegensatz zu den Feldlinien elektrischer Felder
Magnetische Dipole
	Bild nicht gefunden Feldlinien Hufeisenmagnet Wenn sich LadungstrÃ¤ger auf einer geschlossenen Bahn bewegen
	zeigen die Feldlinien des Magnetfeldes im Inneren der Bahn alle in dieselbe Richtung
	Das Ergebnis nennt man magnetischen Dipol
	Das Produkt aus LadungstrÃ¤gerstrom und von ihm umflossener FlÃ¤che nennt man magnetisches Dipolmoment oder kurz magnetisches Moment
	Die beiden Pole eines magnetischen Dipols werden auch Nordpol und SÃ¼dpol genannt
	strebt er danach
	sich zu diesem Feld auszurichten
	Wenn ein magnetischer Dipol in ein Magnetfeld gebracht wird
	Dieser Effekt wird zum Beispiel beim magnetischen Kompass ausgenutzt
	in dem sich die Kompassnadel
	nach dem Erdmagnetfeld ausrichtet. [Bearbeiten]
	ein magnetischer Dipol
Magnetische Monopole
	Von Paul A
	MD
	irac stammte die Spekulation
	es gÃ¤be magnetische MonopoleD
	dass der Nachweis eines einzigen magnetischen Monopols erklÃ¤ren kÃ¶nnte
	warum die elektrische Ladung stets nur in ganzzahligen Vielfachen der Elementarladung auftrittT
	iese Spekulation hat vor allem den Vorteil
	rotz intensiver BemÃ¼hungen konnte bisher allerdings die Existenz eines solchen Teilchens nicht nachgewiesen werden. [Bearbeiten]
Magnetismus in Materie
	[Bearbeiten]
Magnetisches Moment von Elementarteilchen
	}490.447.99(40) cdot 10^{-26}<math> Proton <math>mu_{rm p}<math> <math> 1{
	}410.606.71(12) cdot 10^{-26}<math> Neutron <math>mu_{rm N}<math> <math>-0{
	}966.236.45(24) cdot 10^{-26}<math> [Bearbeiten]
	}284.764.12(80) cdot 10^{-24}<math> Myon <math>mu_{rm mu}<math> <math>-4{
	Elementarteilchen besitzen ein jeweils charakteristisches Magnetisches Moment <math>mu<math>. Magnetisches Moment <math>mu<math> einiger Elementarteilchen Elementarteilchen Bezeichnung <math>mu / (rm{JT^{-1}})<math> Elektron <math>mu_{rm e}<math> <math>-9{
Magnetisches Moment von Atomen
	und dem im allgemeinen viel schwÃ¤cheren Kernbeitrag (Kernmoment)
	Das magnetische Moment eines Atoms setzt sich zusammen aus dem Beitrag der ElektronenhÃ¼lle (HÃ¼llenmoment)
	das mit dem Bahndrehimpuls der Elektronen verknÃ¼pft ist
	und das durch den Elektronenspin bestimmte Spinmoment bei
	Zum HÃ¼llenmoment tragen das Bahnmoment
	Die Summe der magnetischen Momente der Elektronen einer voll gefÃ¼llten (Sub-)Schale ergibt jeweils null
	die keine teilgefÃ¼llten Schalen besitzen
	sodass Atome
	kein permanentes HÃ¼llenmoment aufweisen
	das seiner Entstehung entgegenwirkt (abstoÃŸende Kraft im inhomogenen Magnetfeld)
	Im Ã¤uÃŸeren Magnetfeld wird jedoch ein magnetisches Moment induziert
	Atome mit dieser Eigenschaft nennt man diamagnetisch
	Atome mit teilgefÃ¼llten Schalen weisen hingegen ein permamentes HÃ¼llenmoment auf
	Solche Atome heiÃŸen paramagnetisch
	sondern auch praktisch anwenden (z.B
	Auch wenn das Kernmoment sehr klein ist
	"Nuclear Magnetic Resonance" = Kernmagnetische Resonanz)
	lÃ¤sst es sich nicht nur nachweisen (NMR
	Kernspintomografie). [Bearbeiten]
Magnetismus von FestkÃ¶rpern
	Beim Magnetismus von FestkÃ¶rpern handelt es sich um ein kooperatives PhÃ¤nomen
	quasifreie Elektronen)
	Selbst wenn die Bausteine (Atome
	nichtverschwindende magnetische Momente tragen
	weisen nur wenige Materialien eine makroskopische Magnetisierung auf
	Ionen
	aus denen der FestkÃ¶rper aufgebaut ist
	In der Regel sind die elementaren magnetischen Momente so ausgerichtet
	dass sie sich gegenseitig kompensieren
	Der Grund dafÃ¼r ist
	dass die Valenzelektronen
	die die magnetischen Eigenschaften der Atome bestimmen
	nun zur chemischen Bindung beitragen
	Bei der Verteilung der Elektronen auf die neuen BindungszustÃ¤nde wird die gegenseitige Orientierung der Elektronen durch die Austauschwechselwirkung bestimmt
	Diese ist in der Regel fÃ¼r eine parallele Ausrichtung der magnetischen Momente energetisch ungÃ¼nstig
	Eine Ausnahme davon stellen z.B. die Ãœbergangsmetalle Eisen
	Nickel und Kobalt dar
	Solche Stoffe nennt man ferromagnetisch (von lat. ferrum
	Eisen)
	der sog
	Ab einer bestimmten Temperatur
	Curie-Temperatur (nach Pierre Curie
	Nobelpreis Physik 1903)
	Ã¼berwiegt die thermische Energie die Energie der Austauschwechselwirkung
	und die ferromagnetische Ordnung wird aufgebrochen
	Der FestkÃ¶rper geht dann in die paramagnetische Phase Ã¼ber
	Zu DomÃ¤nen im Ferromagneten siehe auch Ferromagnetismus
	Die ferromagnetische Ordnung ist ein Spezialfall der magnetischen Ordnung
	Neben dem ungeordneten Zustand gibt es noch andere Formen der magnetischen Ordnung
	darunter Antiferromagnetismus und Spindichtewellen
	Eine graphische Darstellung des Austauschintegrals ist durch die Bethe-Slater-Kurve gegeben
	antiferromagnetisch oder paramagnetisch sind. [Bearbeiten]
	welche Stoffe ferromagnetisch
	In dieser graphischen Darstellung kann man erkennen
Elektromagnetismus
	wird eine Spannung und gegebenenfalls ein Stromfluss induziert
	dann zeigen die Finger die Richtung des entstehenden Magnetfeldes an. FÃ¼r einen Kreisstrom gilt: Wenn die Finger der rechten Hand in Richtung des Elektronenflusses gekrÃ¼mmt sind
	zeigt der Daumen in Richtung des magnetischen Nordpols. Eine andere Regel hierzu ist die so genannte Rechtsschraubenregel. Messung von magnetischen Feldern ist u.a. mit Hallsonden mÃ¶glich. In elektrischen Leitern
	lÃ¤sst sich die Richtung des Magnetfelds mit Hilfe der Rechte-Hand-Regel bestimmen: Der Leiter wird so umfasst
	die sich durch ein magnetisches Feld bewegen
	das folgenden Regeln folgt: FÃ¼r einen elektrischen Strom
	dass der abgespreizte Daumen die konventionelle/technische Stromrichtung (entgegen dem Elektronenfluss) anzeigt
	Eine konstante Bewegung von LadungstrÃ¤gern bewirkt ein magnetisches Feld
	der durch einen Draht flieÃŸt
	Zeitlich verÃ¤nderliche Bewegung von LadungstrÃ¤gern resultiert in einer differenzialen VerÃ¤nderung im elektrostatischen und magnetischen Feld ihrer Umgebung
	Man spricht von elektromagnetischen Wellen wenn die Frequenz der VerÃ¤nderung sich in gegebenen Medien ausbreitet
	Licht (egal ob sichtbar oder unsichtbar) und Rundfunk sind die bekanntesten Formen dieses Prinzipes
	Aber auch in der Metallverarbeitung (InduktionsÃ¶fen) und zum Erhitzen von sogar nichtleitenden Substanzen kommt diese Form des Elektromagnetismus zur Anwendung (Mikrowellenherd). [Bearbeiten]
Magnetismus jenseits der Naturwissenschaften
	Umgangssprachlich wird der Begriff Magnetismus auch fÃ¼r menschliche Verhaltensweisen gebraucht
	Man spricht davon
	dass jemand von einer Person oder Sache magnetisch angezogen wird
	das Mesmer als Magnetismus animalis bezeichnete
	von Mensch zu Mensch Ã¼bertragbar sei und bei der Hypnose und bestimmten Heilverfahren (Mesmersche Streichungen) eine Rolle spielen sollte
	die 1784 von der franzÃ¶sischen Akademie der Wissenschaften geprÃ¼ft und verworfen wurde
	Der Arzt Franz Anton Mesmer entwickelte eine Theorie
	nach der ein Fluidum
	Siehe auch: Durchflutung
	Johann Ulrich Wirth
	Elementarmagnet [Bearbeiten]
Weblinks
	Mineralienatlas (Magnetismus) (http://www.mineralienatlas.de/phpwiki/index.php/Magnetismus) ca:Magnetisme da:Magnetisme en:Magnetism es:Magnetismo ja:ç£?æ€§ nl:Magnetisme pt:Magnetismo ru:ÐœÐ°Ð³Ð½ÐµÑ‚Ð¸Ð·Ð¼ sl:Magnetizem sv:Magnetism zh-cn:ç£?

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Magnetisches Moment von Atomen

Magnetismus von FestkÃ¶rpern

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